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文档简介
1、 第四章 电磁感应4.1 划时代的发现 探究电磁感应的产生条件自主学习1、定义: 的现象称为电磁感应现象。在电磁感应现象中所产生的电流称为 。2、到了18世纪末,人们开始思考不同自然现象之间的联系,一些科学家相信电与磁之间存在着某种联系,经过艰苦细致地分析、试验, 发现了电生磁,即电流的磁效应; 发现了磁生电,即电磁感应现象。3、 在电磁感应现象中产生的电动势称为 ,产生感应电动势的那段导体相当于 ; 4、产生感应电流的条件是: 。 5、判断感应电流的方向利用 或 ,但前者应用于闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,后者可应用于一切情况。 针对训练1、下列说法正确的是:(A)导体在磁场
2、中运动时,导体中一定有感应电流(B)导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中一定有感应电流(C)只要穿过电路的磁通量发生变化,电路中一定有感应电流产生(D)只要穿过闭合电路磁通量发生变化,电路中一定有感应电流2、关于电磁感应现象,下列说法正确的是:(A)导体相对磁场运动,导体内一定会产生感应电流(B)导体垂直磁场运动,导体内一定会产生感应电流(C)闭合电路在磁场中作切割磁感线运动,电路内一定会产生感应电流(D)穿过闭合电路的磁通量发生变化,电路中一定会产生感应电流3、关于电磁感应现象,下列说法中正确的是:(B) 闭合线圈放在变化的磁场中,必然有感应电流产生(D) 闭合正方形线圈在匀强磁场中垂直磁
3、感线运动,必然产生感应电流(F) 穿过闭合线圈的磁通量变化时,线圈中有感应电流(H) 穿过闭合电路的磁感线条数发生变化时,电路中有感应电流 能力训练1、如图5所示,条形磁铁穿过一闭合弹性导体环,且导体环位于条形磁铁的中垂面上,如果把导体环压扁成椭圆形,那么这一过程中:(B) 穿过导体环的磁通量减少,有感应电流产生(D) 穿过导体环的磁通量增加,有感应电流产生(F) 穿过导体环的磁通量变为零,无感应电流(I) 穿过导体环的磁通量不变,无感应电流2金属矩形线圈abcd在匀强磁场中做如图6所示的运动,线圈中有感应电流的是:3、如图7所示,一个矩形线圈与通有相同大小电流的平行直导线在同一平面内,且处于
4、两直导线的中央,则线框中有感应电流的是; (E) 两电流同向且不断增大 (B)两电流同向且不断减小(C)两电流反向且不断增大 (D)两电流反向且不断减小4、如图8所示,线圈两端接在电流表上组成闭合回路,在下列情况中,电流表指针不发生偏转的是(A)线圈不动,磁铁插入线圈 (B)线圈不动,磁铁拔出线圈(C)磁铁插在线圈内不动 (D)磁铁和线圈一块平动5、一个处在匀强磁场中的闭合线圈中有一定的磁通量穿过,能使该回路产生感应电流的是:A) 改变磁场的磁感应强度(B) 改变回路平面与磁场方向的夹角(C) 改变闭合线圈所围成的面积(D) 线圈在磁场中平移 6、如图9所示,直导线中通以电流I,矩形线圈与电流
5、共面,下列情况能产生感应电流的是:(A) 电流I增大 (B)线圈向右平动(C)线圈向下平动 (D)线圈绕ab边转动7、如图10所示,线圈abcd在磁场区域ABCD中,下列哪种情况下线圈中有感应电流产生:(B) 把线圈变成圆形(周长不变)(B)使线圈在磁场中加速平移(C)使磁场增强或减弱 (D)使线圈以过ad的直线为轴旋转 8、闭合矩形线圈跟磁感线方向平行,如图11所示,下列那种情况线圈中有感应电流:(A) 线圈绕ab轴转动 (B)线圈垂直纸面向外平动(C)线圈沿ab轴向下移动(D)线圈绕cd轴转动9、如图12所示,开始时矩形线圈平面与磁场垂直,且一半在匀强磁场内一半在匀强磁场外,若要使线圈中产
6、生感应电流,下列方法可行的是:(A)以ab为轴转动 (B)以为轴转动(C)以ad为轴转动 (小于60)(D)以bc为轴转动(小于)10、如图13所示,在条形磁铁的外面套着一个闭合弹簧线圈,若把线圈四周向外拉,使线圈包围的面积变大,这时:(A) 线圈中有感应电流 (B)线圈中无感应电流(C)穿过线圈的磁通量增大 (D)穿过线圈的磁通量减小方法小结 参考答案自主学习:1.利用磁场产生电 感应电流 2.法拉第 3.感应电动势 电源4.穿过闭合电路的磁通量发生变化 5.右手定则 楞次定律针对训练 1.(1)电源连接 两端点连在一起 (2)振荡(振动) 感应电流 停在原位置2D 3.D 4.CD 能力训
7、练 1.B 2.A 3.CD 4.AB 5.ABC 6.ABD 7.ACD 8.A 9.ABD 10.AD 4.2法拉第电磁感应定律 针对训练1长度和粗细均相同、材料不同的两根导线,分别先后放在U形导轨上以同样的速度在同一匀强磁场中作切割磁感线运动,导轨电阻不计,则两导线:(A)产生相同的感应电动势 (B)产生的感应电流之比等于两者电阻率之比(C)产生的电流功率之比等于两者电阻率之比 (D)两者受到相同的磁场力 2在图中,闭合矩形线框abcd位于磁感应强度为B的匀强磁场中,ad边位于磁场边缘,线框平面与磁场垂直,ab、ad边长分别用L1、L2表示,若把线圈沿v方向匀速拉出磁场所用时间为t,则通
8、过线框导线截面的电量是: 3在理解法拉第电磁感应定律及改写形势,的基础上(线圈平面与磁感线不平行),下面叙述正确的为:A 对给定线圈,感应电动势的大小跟磁通量的变化率成正比B 对给定的线圈,感应电动势的大小跟磁感应强度的变化 成正比 C 对给定匝数的线圈和磁场,感应电动势的大小跟面积的平均变化率成正比 D 题目给的三种计算电动势的形式,所计算感应电动势的大小都是时间内的平均值4如图所示,两个互连的金属圆环,粗金属环的电阻为细金属环电阻的,磁场方向垂直穿过粗金属环所在的区域,当磁感应强度随时间均匀变化时,在粗环内产生的感应电动势为E,则a、b两点的电势差为 。 6如图所示,水平放置的平行金属导轨
9、,相距L=0.5m,左端接一电阻R=0.20,磁感应强度B=0.40T的匀强磁场方向垂直导轨平面,导体棒ab垂直导轨放在导轨上,导轨和导体棒的电阻均可忽略不计,当ab棒以V=4.0m/s的速度水平向右滑动时,求:(1)ab棒中感应电动势的大小 (2)回路中感应电流的大小能力训练 1如图9所示,把金属圆环匀速拉出磁场,下列叙述正确的是:(A)向左拉出和向右拉出所产生的感应电流方向相反 (B)不管向什么方向拉出,只要产生感应电流,方向都是顺时针(C)向右匀速拉出时,感应电流方向不变(D)要将金属环匀速拉出,拉力大小要改变2如图10所示,两光滑平行金属导轨水平放置在匀强磁场中,磁场与导轨所在平面垂直
10、,金属棒可沿导轨自由移动,导轨一端跨接一个定值电阻,金属棒和导轨电阻不计;现用恒力将金属棒沿导轨由静止向右拉,经过时间速度为V,加速度为,最终以2V做匀速运动。若保持拉力的功率恒定,经过时间,速度也为V,但加速度为,最终同样以2V的速度做匀速运动,则:3如图11所示,金属杆ab以恒定速率V在光滑平行导轨上向右滑行,设整个电路中总电阻为R(恒定不变),整个装置置于垂直纸面向里的匀强磁场中,下列叙述正确的是: (A)ab杆中的电流与速率成正比;(B)磁场作用于ab杆的安培力与速率V成正比;(C)电阻R上产生的电热功率与速率V的平方成正比;(D)外力对ab杆做的功的功率与速率V的平方成正比。4如图1
11、2中,长为L的金属杆在外力作用下,在匀强磁场中沿水平光滑导轨匀速运动,如果速度v不变,而将磁感强度由B增为2B。除电阻R外,其它电阻不计。那么:(A)作用力将增为4倍 (B)作用力将增为2倍(C)感应电动势将增为2倍(D)感应电流的热功率将增为4倍5如图13所示,固定于水平绝缘平面上的粗糙平行金属导轨,垂直于导轨平面有一匀强磁场。质量为m的金属棒cd垂直放在导轨上,除电阻R和金属棒cd的电阻r外,其余电阻不计;现用水平恒力F作用于金属棒cd上,由静止开始运动的过程中,下列说法正确的是:(A)水平恒力F对cd棒做的功等于电路中产生的电能(B)只有在cd棒做匀速运动时, F对cd棒做的功才等于电路
12、中产生的电能(C)无论cd棒做何种运动,它克服安培力所做的功一定等于电路中产生的电能 (D) R两端的电压始终等于cd棒中的感应电动势的值6如图14所示,在连有电阻R=3r的裸铜线框ABCD上,以AD为对称轴放置另一个正方形的小裸铜线框abcd,整个小线框处于垂直框面向里、磁感强度为B的匀强磁场中已知小线框每边长L,每边电阻为r,其它电阻不计。现使小线框以速度v向右平移,求通过电阻R的电流及R两端的电压7. 在磁感强度B=5T的匀强磁场中,放置两根间距d=0.1m的平行光滑直导轨,一端接有电阻R=9,以及电键S和电压表垂直导轨搁置一根电阻r=1的金属棒ab,棒与导轨良好接触现使金属棒以速度v=
13、10m/s匀速向右移动,如图15所示,试求: (1)电键S闭合前、后电压表的示数;(2)闭合电键S,外力移动棒的机械功率参考答案自主学习 1.BD 2.D 3. 4.5:1 5.针对训练 1.A 2.B 3.ACD 4. 5.证明:设导体棒以速度V匀速向右滑动,经过时间,导体棒与导轨所围面积的变化 6(1)0.8V (2)4A能力训练 1.BCD 2.AD 3.ABCD 4. ACD 5.BC 6. 7.(1)5V,4.5V (2) 2.5W 8. 9.增大,减小 10(1)0.4米 (2)0.4米/秒 0.0392J 4.3楞次定律针对训练1下述说法正确的是:(A)感应电流的磁场方向总是跟原
14、来磁场方向相反(B)感应电流的磁场方向总是跟原来的磁场方向相同(C)当原磁场减弱时,感应电流的磁场方向与原磁场的方向相同 (D)当原磁场增强时,感应电流的磁场方向与原磁场的方向相同2关于楞次定律,下列说法中正确的是:(A)感应电流的磁场总是阻碍原磁场的增强(B)感应电流的磁场总是阻碍原磁场的减弱(C)感应电流的磁场总是阻碍原磁场的变化(D)感应电流的磁场总是阻碍原磁通量的变化3 如图5所示的匀强磁场中,有一直导线ab在一个导体框架上向左运动,那么ab导线中感应电流方向(有感应电流)及ab导线所受安培力方向分别是:(A)电流由b向a,安培力向左(B)电流由b向a,安培力向右(C)电流由a向b,安
15、培力向左(D)电流由a向b,安培力向右4如图6所示,若套在条形磁铁上的弹性金属导线圈突然缩小为线圈,则关于线圈的感应电流及其方向(从上往下看)是: (A)有顺时针方向的感应电流(B)有逆时针方向的感应电流(C)先 逆时针后顺时针方向的感应电流(D)无感应电流5如图7所示,螺线管中放有一根条形磁铁,当磁铁突然向左抽出时,A点的电势比B点的电势 ;当磁铁突然向右抽出时,A点的电势比B点的电势 能力训练1如图8所示,AB为固定的通电直导线,闭合导线框P与AB在同一平面内,当P远离AB运动时,它受到AB的磁场力为:(A)引力且逐渐减小 (B)引力且大小不变(C)斥力且逐渐减小 (D)不受力2如图9所示
16、,当条形磁铁运动时,流过电阻的电流方向是由A流向B,则磁铁的运动可能是:(A)向下运动 (B)向上运动(C)若N极在下,向下运动 (D)若S极在下,向下运动3如图10所示,a、b两个同心圆线圈处于同一水平面内,在线圈a中通有电流I,以下哪些情况可以使线圈b有向里收缩的趋势?(A)a中的电流I沿顺时针方向并逐渐增大(B)a中的电流I沿顺时针方向并逐渐减小(C)a中的电流沿逆时针方向并逐渐增大 (D)a中的电流沿逆时针方向并逐渐减小4如图11所示,两同心金属圆环共面,其中大闭合圆环与导轨绝缘,小圆环的开口端点与导轨相连,平行导轨处在水平面内,磁场方向竖直向下,金属棒ab与导轨接触良好,为使大圆环中
17、产生图示电流,则ab应当: (A)向右加速运动 (B)向右减速运动(C)向左加速运动 (D)向左减速运动5一环形线圈放在匀强磁场中,第一秒内磁感线垂直线圈平面向里,磁感应强度随时间的变化关系如图12所示,则第二秒内线圈中感应电流大小变化和方向是:(A)逐渐增加逆时针 (B)逐渐减小顺时针(C)大小恒定顺时针 (D)大小恒定逆时针6如图13所示,Q为用毛皮摩擦过的橡胶圆盘,由于它的转动,使得金属环P中产生了逆时针方向的电流,则Q盘的转动情况是:(A) 顺时针加速转动 (B)逆时针加速转动(C)顺时针减速转动 (D)逆时针减速转动7如图14所示,三角形线圈abc与长直导线彼此绝缘并靠近,线圈面积被
18、分为相等的两部分,导线MN接通电流的瞬间,在abc中(A) 无感应电流(B)有感应电流,方向abc(C)有感应电流,方向 cba(D)不知MN中电流的方向,不能判断abc中电流的方向8如图15所示,条形磁铁从h高处自由下落,中途穿过一个固定的空心线圈,K断开时,落地时间为t1,落地速度为V1;K闭合时,落地时间为t2,落地速度为V2,则: t1 t2,V1 V2。9、如图16所示,在两根平行长直导线M、N中,通过同方向、同强度的电流,导线框ABCD和两导线在同一平面内。线框沿着与两导线垂直的方向,自右向左在两导线间匀速移动。在移动过程中,线框中产生感应电流的方向是()A沿ABCDA,方向不变。
19、B沿ADCBA,方向不变。C由沿ABCDA方向变成沿ADCBA方向。D由沿ADCBA方向变成沿ABCDA方向。参考答案自主学习 1.逆时针 无 有 顺时针 2.针对训练 1.C 2.D 3.D 4.A 5.高 高 6.阻碍磁通量的变化 阻碍相对运动 是其它形式的 7.磁通量的变化能力训练 1. A 2.D 3.BD 4.BC 5.D 6.BC 7.D 8. 9.B 10.(1)0.4A a b (2) 4.4感生电动势和动生电动势学习目标1知道感生电动势和动生电动势2理解感生电动势和动生电动势的产生机理自主学习1英国物理学家麦克斯韦认为,变化的磁场会在空间激发一种电场,这种电场叫做 电场;有这
20、种电场产生的电动势叫做 ,该电场的方向可以由右手定则来判定。2由于导体运动而产生的感应电动势称为 。典型例题例1 如图1所示,在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中,有两根水平放置且足够长的平行金属导轨AB、CD,在导轨的AC端连接一阻值为R的电阻,一根质量为m的金属棒ab,垂直导轨放置,导轨和金属棒的电阻不计。金属棒与导轨间的动摩擦因数为,若用恒力F沿水平向右拉导体棒运动,求金属棒的最大速度。分析:金属棒向右运动切割磁感线,产生动生电动势,由右手定则知,棒中有ab方向的电流;再由左手定则,安培力向左,导体棒受到的合力减小,向右做加速度逐渐减小的加速运动;当安培力与摩擦力的合力增大到大小等于拉
21、力F时,加速度减小到零,速度达到最大,此后匀速运动,所以, , 例2 如图2所示,线圈内有理想的磁场边界,当磁感应强度均匀增加时,有一带电量为q,质量为m的粒子静止于水平放置的平行板电容器中间,则此粒子带 ,若线圈的匝数为n,线圈面积为S,平行板电容器的板间距离为d,则磁感应强度的变化率为 。分析:线圈所在处的磁感应强度增加,发生变化,线圈中有感生电动势;由法拉第电磁感应定律得, ,再由楞次定律线圈中感应电流沿逆时针方向,所以,板间的电场强度方向向上。带电粒子在两板间平衡,电场力与重力大小相等方向相反,电场力竖直向上,所以粒子带正电。 针对训练 1.通电直导线与闭合线框彼此绝缘,它们处在同一平
22、面内,导线位置与线框对称轴重合,为了使线框中产生如图3所示的感应电流,可采取的措施是:(A)减小直导线中的电流(B)线框以直导线为轴逆时针转动(从上往下看)(C)线框向右平动 (D)线框向左平动2一导体棒长l=40cm,在磁感强度B=0.1T的匀强磁场中做切割磁感线运动,运动的速度v=5.0ms,导体棒与磁场垂直,若速度方向与磁感线方向夹角=30,则导体棒中感应电动势的大小为 V,此导体棒在做切割磁感线运动时,若速度大小不变,可能产生的最大感应电动势为 V3一个N匝圆线圈,放在磁感强度为B的匀强磁场中,线圈平面跟磁感强度方向成30角,磁感强度随时间均匀变化,线圈导线规格不变,下列方法中可使线圈
23、中感应电流增加一倍的是:(A)将线圈匝数增加一倍 (B)将线圈面积增加一倍(C)将线圈半径增加一倍 (D)适当改变线圈的取向4如图4所示,四边完全相同的正方形线圈置于一有界匀强磁场中,磁场垂直线圈平面,磁场边界与对应的线圈边平行,今在线圈平面内分别以大小相等,方向与正方形各边垂直的速度,沿四个不同的方向把线圈拉出场区,则能使a、b两点电势差的值最大的是:(A)向上拉(B)向下拉(C)向左拉(D)向右拉5如图5所示,导线MN可无摩擦地沿竖直的长直导轨滑动,导线位于水平方向的匀强磁场中,回路电阻R,将MN由静止开始释放后的一小段时间内,MN运动的加速度可能是:(A)保持不变(B)逐渐减小(C)逐渐
24、增大(D)无法确定6在水平面上有一固定的U形金属框架,框架上置一金属杆ab,如图所示(纸面即水平面),在垂直纸面方向有一匀强磁场,则: (A)若磁场方向垂直纸面向外并增长时,杆ab将向右移动 (B)若磁场方向垂直纸面向外并减少时,杆ab将向左移动 (C)若磁场方向垂直纸面向里并增长时,杆ab将向右移动 (D)若磁场方向垂直纸面向里并减少时,杆ab将向右移7如图7所示,圆形线圈开口处接有一个平行板电容器,圆形线圈垂直放在随时间均匀变化的匀强磁场中,要使电容器所带电量增加一倍,正确的做法是:(A)使电容器两极板间距离变为原来的一半 (B)使线圈半径增加一倍(C)使磁感强度的变化率增加一倍 (D)改
25、变线圈平面与磁场方向的夹角 能力训练1有一铜块,重量为G,密度为D,电阻率为,把它拉制成截面半径为r的长导线,再用它做成一半径为R的圆形回路(Rr)现加一个方向垂直回路平面的匀强磁场,磁感强度B的大小变化均匀,则 (A)感应电流大小与导线粗细成正比(B)感应电流大小与回路半径R成正比(C)感应电流大小与回路半径R的平方成正比(D)感应电流大小和R、r都无关2在图8中,闭合矩形线框abcd,电阻为R,位于磁感应强度为B的匀强磁场中,ad边位于磁场边缘,线框平面与磁场垂直,ab、ad边长分别用L1、L2表示,若把线圈沿v方向匀速拉出磁场所用时间为t,则通过线框导线截面的电量是:(A)(B) (C)
26、 (D)BL1L2 3如图9所示,矩形线框abcd的ad和bc的中点M、N之间连接一电压表,整个装置处于匀强磁场中,磁场的方向与线框平面垂直,当线框向右匀速平动时,以下说法正确的是( ) (A)穿过线框的磁通量不变化,MN间无电势差(B)MN这段导体做切割磁感线运动,MN间有电势差(C)MN间有电势差,所以电压表有读数(D)因为无电流通过电压表,所以电压表无读数4在磁感应强度为B,方向如图10所示的匀强磁场中,金属杆PQ在宽为L的平行金属导轨上以速度v向右匀速滑动,PQ中产生的感应电动势为E1;若磁感应强度增为2B,其它条件不变,所产生的感应电动势大小变为E2,则E1与E 2之比及通过电阻R的
27、感应电流方向为:(A)2:1,ba (B)1:2,ba(C)2:1,ab (D)1:2,ab5如图11所示,一个有弹性的金属圆环被一根橡皮绳吊于通电直导线的下方,当通电直导线中电流增大时,圆环的面积和橡皮绳的长度L将(A)减小,L变长()减小,L变短(C)增大,L变长()增大,L变短6A、B两个闭合电路,穿过A电路的磁通量由O增加到3103Wb,穿过B电路的磁通量由5103Wb增加到6103Wb。则两个电路中产生的感应电动势EA和EB的关系是:(A)EAEB (B)EA=EB (C) EAEB (D) 无法确定7如图12所示。在有明显边界PQ的匀强磁场外有一个与磁场垂直的正方形闭合线框。一个平
28、行线框的力将此线框匀速地拉进磁场。设第一次速度为v,第二次速度为2 v,则两次拉力大小之比为F1:F2=_,拉力做的功之比为W1:W2=_,拉力功率之比为P1:P2=_,流过导线横截面的电量之比为Q1:Q2=_8如图13所示,水平桌面上固定一个无电阻的光滑导轨,导轨左端有一个R=0.08欧的电阻相连,轨距d=50厘米。金属杆ab的质量m=0.1千克,电阻r=0.02欧,横跨导轨。磁感应强度B=0.2特的匀强磁场垂直穿过导轨平面。现用水平力F=0.1牛拉ab向右运动,杆ab匀速前进时速度大小为_米/秒;此时电路中消耗的电功率为_瓦,突然撤消外力F后,电阻R上还能产生的热量为_焦。9如图14所示,
29、M与N为两块正对的平行金属板,匀强磁场垂直纸面向里,磁感应强度为B。ab是可以紧贴平板边缘滑动的金属棒,能以v1速度匀速向左或向右滑动。现有一个电子以v2速度自左向右飞入两块板中间,方向与板平行与磁场垂直。为使电子在两板间做匀速直线运动,则v1的方向应如何?v1、v2的关系如何?10如图15所示,矩形线圈abcd共有n匝,ab边长为L1,bc边长为L2,置于垂直穿过它的均匀变化的匀强磁场中。平行正对放置的两块金属板M和N,长为L,间距为h。今有一束带电量为q、质量为m的离子流从两板中央平行于板的方向以初速v0飞入板间,要使这些离子恰好能从两板边缘射出,求:线圈abcd中磁感应强度的变化率如何?
30、两板间的电场对每一个离子做多少功?学后反思_ 。参考答案自主学习 1.感生电场 感生电动势 2.动生电动势针对训练 1.D 2.0.1 0.2 3.D 4.B 5.B 6.D 7.AC能力训练 1.D 2.B 3.BD 4.D 5.A 6.D 7.1:2 1:2 4:1 1:1 8.1m/s 0.1W 0.04J 9. 10. 4.5 自感和互感 针对训练 1.图3所示为一演示实验电路图,图中L是一带铁芯的线圈,A是一个灯泡,电键S处于闭合状态,电路是接通的现将电键S打开,则在电路切断的瞬间,通过灯泡A的电流方向是从_端到_端这个实验是用来演示_现象的 2图4所示是演示自感现象的实验电路图,
31、L是电感线圈, A1、A2是规格相同的灯泡,R的阻值与L的电阻值相同当开关由断开到合上时,观察到自感现象是_,最后达到同样亮 3如图5所示,两灯A1、A2完全相同,电感线圈与负载电阻及电灯电阻均为R当电键S闭合的瞬间,较亮的灯是_;电键S断开的瞬间,看到的现象是_ 4如图6所示,A1、A2是完全相同的灯泡,线圈L的电阻可以忽略,下列说法中正确的是:A开关S接通时,A2灯先亮、A1灯逐渐亮,最后A1A2一样亮 B开关S接通时,A1、A2两灯始终一样亮C断开S的瞬间,流过A2的电流方向与断开S前电流方向相反D断开S的瞬间,流过A1的电流方向与断开S前电流方向相反5如图7所示,E为电池组,L是自感线
32、圈(直流电阻不计),D1 D2是规格相同的小灯泡。下列判断正确的是: (A)开关S闭合时,D1先亮,D2后亮(B)闭合S达稳定时,D1熄灭,D2比起初更亮(C)再断开S时,D1不立即熄灭(D)再断开S时,D1、D2均不立即熄灭6、如图8为演示自感现象实验的电路,实验时先闭合开关S,稳定后设通过线圈L的电流为I1,通过小灯泡D的电流为I2,小灯泡处于正常发光状态,迅速断开开关S,则可观察到灯泡E闪亮一下后熄灭,在灯泡E闪亮的短暂过程中,下列说法正确的是:(A)线圈L中电流由I1逐渐减为零。(B)线圈L两端a端电势高于b端。(C)小灯泡E中电流由I1逐渐减为零,方向与I2相反。(D)小灯泡中的电流
33、由I2逐渐减为零,方向不变。 能力训练 1.一个线圈中的电流如果均匀增大,则这个线圈的:(A)自感电动势将均匀增大 (B)磁通量将均匀增大(C)自感系数均匀增大 (D)自感系数和自感电动势都不变2、如图9所示电路中,L为电感线圈,电阻不计,A、B为两灯泡,则:(A)合上S时,A先亮,B后亮 (B)合上S时,A、B同时亮(C)合上S后,A更亮,B熄灭 (D)断开S时,A熄灭,B重新亮后再熄灭 3.如图10所示,A、B是两盏完全相同的白炽灯,L是电阻不计的电感线圈,如果断开开关S1,接通S2,A、B两灯都能同样发光。最初S1是接通的,S2是断开的。那么,可能出现的情况是:(A)刚一接通S2,A灯就
34、立即亮,而B灯则迟延一段时间才亮;(B)刚接通S2时,线圈L中的电流为零;(C)接通S2以后,A灯变亮,B灯由亮变暗;(D)断开S2时,A灯立即熄灭,B灯先亮一下然后熄灭。 4如图11所示电路,图中电流表在正接线柱流入电流时,指针顺时针方向偏转,负接线柱流入电流时指针逆时针方向偏转,当电键K断开瞬间A1表和A2表偏转情况是:(A)A1顺时针,A2逆时针;(B)A1逆时针,A2顺时针;(C)A1 、A2都顺时针;(D)A1 、A2都逆时针。5、灯泡A1、A2的规格完全相同,线圈L的电阻不计,连接如图12所示,下列说法中正确的是:(A)当接通电路时,A1和A2始终一样亮(B)当接通电路时,A2先达
35、到最大亮度,A1后达到最大亮度,最后两灯一样亮(C)当断开电路时,A2立即熄灭、A1过一会儿才熄灭(D)当断开电路时,两灯都要过一会儿才熄灭6、如图13所示为自感现象演示实验电路。L为一带铁芯的线圈,A1、A2是两个相同的电流表,L的直流电阻与灯D的电阻相同,则:(A)K闭合的瞬间,A1的读数大于A2的读数(B)K打开的瞬间,A1的读数大于A2的读数(C)K打开的瞬间,a点的电势比b点电势高(D)K打开的瞬间,a点的电势比b点电势低7、D1、D2是两个完全相同的小灯泡,L是一个自感系数很大的线圈,其电阻值与电阻R相同,如图14所示,在电键K接通或断开时,两灯亮暗的情况为:(A)K刚接通时,D2
36、比D1亮,而后D1灯亮度增强,最后两灯亮度相同(B)K刚接通时,D2比D1暗,而后D1灯亮度减弱,最后两灯亮度相同(C)K断开时,D2灯立即熄灭,D1灯闪亮一下才熄灭(D)K断开时,D1灯和D2灯立即熄灭8如图15所示,L1,L2,L3为完全相同的灯泡,L为直流电阻可忽略的自感线圈,开关K原来接通当把开关K断开时,下面说法正确的是:(A)L1 闪亮一下后熄灭(B)L2闪亮一下后恢复原来的亮度(C)L3 变暗一下后恢复原来的亮度(D)L3 闪亮一下后恢复原来的亮度9. 如图16所示,电灯的灯丝电阻为,电池电动势为2V,内阻不计,线圈匝数足够多,其直流电阻为先合上电键K,过一段时间突然断开,则下列
37、说法中错误的有:A电灯立即熄灭B电灯立即先暗再熄灭C电灯会突然比原来亮一下再熄灭,且电灯中电流方向与K断开前方向相同D电灯会突然比原来亮一下再熄灭,且电灯中电流方向与K断开前方向相反10上题图所示,当电键K接通后,通过线圈的电流方向是_,通过灯泡的电流方向是_,当电键K断开瞬间,通过线圈的电流方向是_,通过灯泡的电流方向是_。 学后反思_ 。参考答案:自主学习 1.由于通过导体本身的电流变化 2.相反 相同 3.变化率针对训练 1.a b 断电自感 2.A2先亮 A1后亮 3A1 A2立即熄灭 A1滞后一段时间灭 4。AC 5.BC 6.AD能力训练 1.BD 2.BCD 3.BCD 4.B
38、5.BD 6.AD 7.B 因为不知道线圈电阻与灯的电阻的大小关系,C不能确定D1是否更亮一下再熄灭 8.D 9.ACD 10.a b a b a b b a4.6 涡流 学习目标 1知道什么是涡流2.知道电磁阻尼和电磁驱动3知道涡流的危害和应用自主学习1如图1所示,磁场方向垂直穿过金属圆板,当磁感应强度减小时,产生图示的感应电流,看起来就像水中旋涡,叫做 。2如图2所示,U型金属导轨水平放置,磁场方向竖直向下;导体棒ab以一定的初速度滑动,导体棒的速度越来越小,最后将静止;这种现象叫做 。3如图3所示,平行的水平金属导轨一端与电源相连接,另一端放一导体棒,磁场方向垂直导轨平面,开关闭合后,导
39、体棒在安培力作用下会运动起来,这种现象叫做 。针对训练1.在水平放置的光滑导轨上,沿导轨固定一个条形磁铁,如图5所示。现有铜、铝和有机玻璃制成的滑块甲、乙、丙,使它们从导轨上的A点以某一初速向磁铁滑去。各物块在向磁铁运动的过程中 :(A)都做匀速运动 (B)甲、乙做加速运动(C)甲、乙做减速运动 (D)乙、丙做匀速运动2磁电式仪表的线圈常常用铝框做骨架,把线圈绕在铝框上;而不用塑料做骨架是因为:(A)塑料材料的坚硬程度达不到要求 (B)塑料是绝缘的,对线圈的绝缘产生不良影响(C)铝框是导体,在铝框和指针一块摆动过程中会产生涡流,使指针很快停止摆动(D)铝框的质量比塑料框的质量大3 如图6所示,
40、在水平通电直导线的正下方,有一半圆形光滑弧形轨道,一导体圆环自轨道右侧的P点无初速度滑下,下列判断正确的是:(A) 圆环中将有感应电流产生(B) 圆环能滑到轨道左侧与P点等高处(C) 圆环最终停到轨道最低点(D) 圆环将会在轨道上永远滑动下去4变压器、电动机的线圈都是绕在铁芯上的,当线圈中通过变化的电流时,在铁芯中会产生 使铁芯发热,造成能量的浪费。5一些电风扇的调速器、日光灯的镇流器是把线圈绕在铁芯上制成的,当电风扇、日光灯工作时,线圈中通过交变电流,从而产生交变的磁场,变化的磁场通过铁芯;就在铁芯中产生 ,使铁芯的温度升高。所以,电风扇、日光灯工作一段时间后,调速器、镇流器会发热。6用来冶
41、炼合金钢的真空冶炼炉,炉外绕有线圈,线圈中通有高频电流,产生的变化磁场使炉内的金属中产生 ;从而使金属的温度升高来冶炼高质量的合金。7对于金属壳地雷或有较大金属零件的地雷,可以使用一种探雷器来探测,这种探雷器有一个线圈,线圈中通过变化的电流会产生变化的磁场,使埋在地下的金属壳地雷或金属零件产生 。参考答案: 自主学习 1.涡流 2.电磁阻尼 3.电磁驱动针对训练 1.C 2.C 3.AC 4.涡流 5.涡流 6.涡流 7涡流 8。电磁驱动电磁感应测试一、选择题 每题至少有一个选项正确1闭合电路中感应电动势的大小跟:(A)穿过这一电路的磁通量成正比 (B)穿过这一电路的磁通量的变化量成正比(C)
42、穿过这一电路的磁通量变化率成正比 (D)穿过这一电路的磁通量的变化快慢有关,跟磁通量的变化量无关。2、 将一磁铁缓慢插入或者迅速的插入到闭合线圈中的同一位置,不发生变化的物理量是:(G)通过线圈的磁通量 (B)通过线圈的磁通量的变化率(C)感应电流的大小 (D)通过导体某一横截面的电荷量3、如图1所示,用铝板制成“U”形框,将一质量为m的带电小球用绝缘细线悬挂在框的上方,让整个装置在水平方向的磁场中向左以速度V匀速运动,若悬线拉力为F则:(A)悬线竖直,F=mg (B) 悬线竖直,Fmg(C)适当选择V的大小可使F=0,(D)因条件不足,F与mg的大小关系无法确定4.如图2所示,n=50匝的圆
43、形线圈M,它的两端点a、b与内阻很大的电压表相连,线圈中磁通量的变化规律如图所示,则ab两点的电势高低与电压表的读数为:(A),20V(B),100V (C),20V(D) ,100V 5.一个面积S=410m、匝数n=100匝的线圈,放在匀强磁场中,磁场方向垂直平面,磁感应强度的大小随时间变化规律如图3所示,由图可知:(A)在开始2秒内穿过线圈的磁通量的变化率等于0.08Wb/s(B)在开始2秒内穿过线圈的磁通量的变化量等于零(C)在开始2秒内线圈中产生的感应电动势等于8V(D)在第3秒末感应电动势为零6.如图4所示,两水平放置的平行金属板M、N放在匀强磁场中,导线ab帖着M、N边缘以速度V
44、向右匀速滑动,当一带电粒子以水平速度V射入两板间后,能保持匀速直线运动,该带电粒子可能:(A) 带正电、速度方向向左(B)带负电速度方向向左(C)带正电速度方向向右(D) 带负电速度方向向右7.如图5所示,匀强磁场方向垂直纸面向里,导体棒AB在金属框上向右运动;以下说法正确的是:(A) AB中无电流(C) AB中有电流,方向由A向B(E) AB中有电流,方向由B向A(D)AB中有电流,方向时而由A向B,时而由B向A 8、在磁感应强度为0.5T的匀强磁场中,让长为0.2m的导线垂直于磁场方向,导线做切割磁感线运动,产生的感应电动势为0.5V,则导线切割磁感线的速度为:(A)0.5m/s (B)5
45、m/s (C)0.05m/s (D)2.5m/s二、填空题 请把正确答案填到划线处9、如图6所示,一有限范围内的磁场,宽度为d,将一个边长为L的正方形导线框以速度V匀速的通过磁场区域。若dL,则在线框中不产生感应电流的时间应等于 。10、在匀强磁场中有一线圈,磁感应强度与线圈平面的夹角为,已知穿过这个线圈的磁通量为,线圈的面积为S,这个磁场的磁感应强度为 。11、匀强磁场的磁感应强度为0.2T,垂直切割磁感线的导体长度为40cm,线框向左匀速运动的速度为10m/s,如图7所示;整个线框的电阻为2,线框中的感应电流大小是 。12、图8中“”形金属线框的两平行边间距为L米,垂直于线框平面的匀强磁场
46、磁感应强度为B特,线框上连接的电阻阻值为R欧,其它电阻不计,当MN金属棒以垂直于磁感线方向的速度V米/秒匀速运动时,感应电动势的大小为 伏,电阻R消耗的电功率为 瓦。三、计算题 请写出必要的文字说明和重要演算步骤,只写出最后答案的不能得分。13、如图10所示,MN、PQ是两条水平放置的平行光滑导轨,其阻值可以忽略不计,轨道间距L=0.6m。匀强磁场垂直导轨平面向下,磁感应强度B=1.010T,金属杆ab垂直于导轨放置与导轨接触良好,ab杆在导轨间部分的电阻r=1.0,在导轨的左侧连接有电阻R、R,阻值分别为R=3.0, R=6.0,ab杆在外力作用下以v=5.0m/s的速度向右匀速运动。(1)ab杆哪端的电势高?(2) 求通过ab杆的电流I(3)求电阻R上每分钟产生的热量Q。15、如图11所示,一个质量为m=0.01kg,边长L=0.1m,电阻R=0.4的正方形导体线框abcd,从高h=0.8m的高处由静止自由下落,下落时线框平面始终在竖直平面内,且保持与水平磁场方向垂直,当线框下边bc刚一进入下方的有界匀强磁场时,恰好做匀速运动(g=10m/s)(1)磁场的磁感应强度B的大小图11(2)如果线圈的下边bc通过磁场所经历的时间为t=0.125s,求bc边刚
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